|
معلومات تفصيلية |
|||
| Material: | Fused silica (JGS1, JGS2, UV-grade) | Shape types: | Elliptical, polygon, arc, stepped, notched |
|---|---|---|---|
| Size tolerance: | ±0.05 mm or better(customizable) | Thickness range: | 0.5 mm – 10 mm (customizable) |
| Surface roughness: | <10 Å RMS(customizable) | Surface flatness: | λ/10 @ 632.8 nm(customizable) |
منتوج وصف
نافذة زجاج الكوارتز | منفذ عرض بصري من السيليكا المنصهرة بالأشعة فوق البنفسجية | حجم وطلاء مخصصان متاحان
نظرة عامة
نوافذ زجاج الكوارتز، والمعروفة أيضًا باسم نوافذ السيليكا المنصهرة أو النوافذ البصرية الكوارتزية، هي مكونات مسطحة دقيقة مصنوعة من ثاني أكسيد السيليكون عالي النقاء (SiO₂). تُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات البصرية والصناعية والعلمية نظرًا لثباتها الحراري المتميز، وانتقالها العالي للأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء، وتمددها الحراري المنخفض، ومقاومتها الكيميائية الممتازة.
تتوفر نوافذ الكوارتز بدرجات مختلفة — مثل JGS1 و JGS2 و JGS3 في الصين — اعتمادًا على انتقال الأشعة فوق البنفسجية/المرئية/الأشعة تحت الحمراء المطلوبة، والعيوب الداخلية، والنقاء. غالبًا ما تُستخدم هذه النوافذ كمنافذ عرض أو أغطية واقية أو وسائط نقل بصرية في البيئات عالية الطلب مثل الغرف المفرغة وأنظمة الليزر والأجهزة التحليلية.
مبدأ الإنتاج
تتضمن عملية تصنيع نوافذ زجاج الكوارتز في المقام الأول الخطوات التالية:
-
تحضير المواد الخام
يتم تحضير السيليكا عالية النقاء (غالبًا >99.99%)، وعادةً ما تكون في شكل مسحوق كوارتز طبيعي أو رباعي كلوريد السيليكون (SiCl₄) المشتق صناعيًا. -
عملية الصهر
يتم صهر المادة الخام باستخدام إحدى التقنيات التالية:-
الاندماج باللهب (للكوارتز الصناعي): طريقة ترسيب البخار الكيميائي (CVD) حيث تتأكسد مركبات السيليكون في اللهب وتترسب على شكل SiO₂.
-
الاندماج الكهربائي (للكوارتز الطبيعي): يتم صهر رمل الكوارتز الطبيعي في فرن كهربائي عالي الحرارة.
-
-
تشكيل الفراغات
يتم تشكيل الكوارتز المنصهر إلى كتل أو ألواح ثم يتم تلدينه لإزالة الضغوط الداخلية. -
القطع والطحن
يتم قطع الفراغات الزجاجية إلى أشكال وأحجام محددة باستخدام مناشير ماسية أو أدوات CNC. -
التلميع
يتم تحقيق الأسطح ذات الدرجة البصرية عن طريق التلميع على الوجهين أو التشغيل الدقيق لتحقيق تسطح عالي للسطح، وتوازٍ، وخشونة سطح منخفضة. -
التنظيف والفحص
يتم إجراء التنظيف النهائي باستخدام حمامات فوق صوتية أو كيميائية، يليه فحص بصري وطيفي لتلبية مواصفات الإرسال ومستحضرات التجميل.
التطبيقات
تعتبر نوافذ زجاج الكوارتز ضرورية في العديد من التطبيقات عالية الأداء:
-
أنظمة الليزر
تُستخدم كأزواج إخراج أو نوافذ واقية نظرًا لعتبة التلف العالية والاستقرار الحراري. -
معالجة أشباه الموصلات
تُستخدم كمنافذ عرض في النقش بالبلازما وزرع الأيونات وغرف CVD نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل الكيميائي والصدمات الحرارية. -
التعقيم والتطهير بالأشعة فوق البنفسجية
تكون نوافذ الكوارتز شفافة لضوء UV-C، مما يجعلها أغطية مثالية لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية في أنظمة التعقيم. -
الأجهزة العلمية
تُستخدم في قياس الطيف والتلسكوبات ومعدات الفوتونات حيث تكون الوضوح البصري العالي والامتصاص المنخفض ضروريين. -
الفضاء والدفاع
توفر مقاومة للإشعاع وثباتًا في الظروف البيئية القاسية. -
الأجهزة الطبية والتحليلية
تحمي البصريات الحساسة في أنظمة التصوير وخلايا التدفق لتحليل الأشعة فوق البنفسجية/المرئية.
الأسئلة الشائعة
س1: ما الفرق بين زجاج الكوارتز JGS1 و JGS2 و JGS3؟
ج:
-
JGS1: سيليكا منصهرة بدرجة الأشعة فوق البنفسجية مع نفاذية عالية من 185–2500 نانومتر؛ مناسبة للبصريات فوق البنفسجية.
-
JGS2: كوارتز بصري قياسي لـ 220–2500 نانومتر؛ تستخدم عادة في البصريات العامة.
-
JGS3: كوارتز بدرجة الأشعة تحت الحمراء مع انتقال بشكل أساسي في النطاق المرئي إلى القريب من الأشعة تحت الحمراء؛ استجابة محدودة للأشعة فوق البنفسجية.
س2: هل يمكن لنوافذ الكوارتز أن تتحمل درجات الحرارة المرتفعة؟
ج:نعم. يمكن للكوارتز المنصهر أن يعمل بشكل مستمر حتى 1100 درجة مئوية ويتحمل التعرض قصير المدى بعد ذلك، مما يجعله مثاليًا للبيئات ذات درجة الحرارة المرتفعة.
س3: هل نوافذ الكوارتز مناسبة لتطبيقات التفريغ؟
ج:بالتأكيد. يتميز الكوارتز بتصاعد غاز منخفض للغاية ويحافظ على السلامة الهيكلية في ظل التفريغ والدوران الحراري، مما يجعله مثاليًا لمنافذ عرض UHV (التفريغ فائق الارتفاع).
س4: ما هو تشطيب السطح المتاح؟
ج:عادةً ما يتم تلميع النوافذ إلى خشونة سطح تبلغ <10 Å RMS. يمكن أن يصل التسطح إلى λ/10 أو أفضل عند الطلب.
س5: كيف تقارن نوافذ الكوارتز بمواد زجاجية أخرى مثل البوروسيليكات؟
ج:يتفوق زجاج الكوارتز على البوروسيليكات في انتقال الأشعة فوق البنفسجية، والمقاومة الحرارية، والمتانة الكيميائية، ولكنه أكثر تكلفة بسبب نقائه العالي وتعقيد المعالجة.
س6: هل يمكن تخصيص نوافذ الكوارتز؟
ج:نعم. يمكن تخصيصها من حيث الحجم والسمك والطلاء (AR، HR، إلخ.) والشكل (دائري، مربع، بيضاوي)، اعتمادًا على متطلبات التطبيق المحددة.